(57)【要約】  本発明は、半導体スイッチを有するインバータを共用化して複数の加熱コイルを加熱し、それぞれの加熱コイルに対して半導体スイッチの損失を大きく増加させずに電力調整を可能とする誘導加熱装置の提供を目的として、インバータ（４）が複数の加熱コイル（６，７）に対して２つの動作周波数を持つ駆動信号を所定の動作期間ごと交互に出力し、複数の加熱コイルがインバータにおけるキャパシタンス回路（１１，１２）に接続されて異なる周波数特性を示すよう構成されている。
2011089900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源からの整流された電力が入力される平滑回路、
前記平滑回路から平滑化された電力が半導体スイッチ回路に入力され、２つの動作周波数を持つ駆動信号を所定の動作期間ごと交互に出力するインバータ、
前記インバータからの駆動信号が入力され、前記インバータにおけるキャパシタンス回路に接続されて異なる周波数特性を示す複数の加熱コイル、及び
前記半導体スイッチ回路の動作周波数と動作期間を駆動制御する制御部、
を具備する誘導加熱装置。
【請求項２】
前記１組の半導体スイッチ回路は、２つの半導体スイッチの直列接続体で構成され、前記２つの半導体スイッチの交互のオンオフ動作により、前記平滑回路からの平滑化された電力が、前記２つの半導体スイッチの直列接続体の中間接続点に接続された前記複数の加熱コイルに供給されるよう構成された請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項３】
前記複数の加熱コイルのそれぞれが前記インバータに設けられた複数のキャパシタンス回路のそれぞれに直列に接続されており、前記複数の加熱コイルと前記複数のキャパシタンス回路で構成される複数の共振回路が示す各周波数特性における共振周波数が異なる値である請求項２に記載の誘導加熱装置。
【請求項４】
前記複数の加熱コイルと前記複数のキャパシタンス回路の各直列接続体が、前記２つの半導体スイッチの直列接続体の中間接続点と、前記平滑回路の一方の出力端子との間に接続された請求項３に記載の誘導加熱装置。
【請求項５】
前記複数のキャパシタンス回路の各キャパシタンス回路が複数のキャパシタンス素子で構成され、前記各キャパシタンス回路が前記平滑回路に並列に接続されており、前記各キャパシタンス回路におけるキャパシタンスの中間点と、前記２つの半導体スイッチの直列接続体の中間接続点との間に前記複数の加熱コイルのそれぞれが接続された請求項３に記載の誘導加熱装置。
【請求項６】
前記複数の加熱コイルと前記複数のキャパシタンス回路の各直列接続体に切り替え部を設けて、前記複数の加熱コイルのそれぞれが前記インバータから開閉されるよう構成された請求項４に記載の誘導加熱装置。
【請求項７】
前記複数の加熱コイルのそれぞれに切り替え部を設けて、前記複数の加熱コイルのそれぞれが前記インバータから開閉されるよう構成された請求項５に記載の誘導加熱装置。
【請求項８】
前記インバータが交互に出力する２つの動作周波数を持つ駆動信号において、一方が前記複数の共振回路の共振周波数より高い周波数領域に設定されており、他方が前記複数の共振回路の共振周波数における中間領域に設定された請求項３に記載の誘導加熱装置。
【請求項９】
前記インバータが交互に出力する２つの動作周波数を持つ駆動信号において、少なくとも一方が被加熱物の載置されていない無負荷時の周波数特性における共振周波数以外の領域に設定された請求項３に記載の誘導加熱装置。
【請求項１０】
前記インバータが交互に出力する２つの動作周波数を持つ駆動信号において、少なくとも一方が被加熱物の載置されていない無負荷時の周波数特性における最大入力電力の１／２以上を示す周波数領域以外の領域に設定された請求項３に記載の誘導加熱装置。
【請求項１１】
前記２つの半導体スイッチのそれぞれには逆並列のダイオードが接続されており、前記２つの半導体スイッチを交互にオンオフ動作するための切り替えのタイミングは、前記ダイオードに電流が流れたとき、当該ダイオードに逆並列に接続された半導体スイッチをオン状態とするよう構成された請求項３に記載の誘導加熱装置。
【請求項１２】
前記複数の共振回路が示す各周波数特性における共振周波数間が少なくとも２０ｋＨｚ以上離れている請求項３に記載の誘導加熱装置。
【請求項１３】
前記制御部は、交流電源からの入力電流及び加熱コイルの入力電力に基づき、前記インバータから出力される駆動信号の動作周波数及び動作期間を制御するよう構成された請求項３に記載の誘導加熱装置。
【請求項１４】
前記制御部は、交流電源からの入力電流及び加熱コイルの入力電力に基づき、前記インバータから出力される駆動信号の動作期間を決定した後、前記半導体スイッチ回路のデューティ比を制御して前記加熱コイルへの電力供給を制御するよう構成された請求項３に記載の誘導加熱装置。
【請求項１５】
前記複数の加熱コイルが直径の異なる外形形状を有し、直径の小さい加熱コイルを含む共振回路の共振周波数を、直径の大きな加熱コイルを含む共振回路の共振周波数より高く構成した請求項３に記載の誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波磁界による誘導加熱を利用して複数の被加熱物を同時に加熱することができる誘導加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の誘導加熱装置においては、複数の被加熱物を誘導加熱するために、複数の加熱コイルと、それぞれの加熱コイルに接続された複数のインバータとを有して構成されている（例えば、米国特許出願公開第２００７／０１３５０３７号明細書（特許文献１）参照）。【０００３】
図１６は、従来の誘導加熱装置の構成を示す回路図である。図１６に示す従来の誘導加熱装置は、商用電源である交流電源１０１、交流電源１０１からの交流を整流する整流回路１０２、整流回路１０２からの電圧を平滑化する平滑コンデンサ１０３，１０４、平滑コンデンサ１０３，１０４の各出力を高周波電力に変換する第１のインバータ１０５と第２のインバータ１０６、第１のインバータ１０５からの高周波電力と第２のインバータ１０６からの高周波電力がそれぞれ供給される第１の加熱コイル１０７と第２の加熱コイル１０８、及び第１のインバータ１０５と第２のインバータ１０６などを駆動制御するマイクロコンピュータなどの制御手段（図示なし）により構成されている。上記のように構成された従来の誘導加熱装置においては、２つのインバータ１０５，１０６が整流回路１０２を共用する構成であるため、整流回路１０２に関しては回路構成が単純化されており、部品点数の低減が図られている。【０００４】
図１６に示した従来の誘導加熱装置においては、マイクロコンピュータなどの制御手段が第１のインバータ１０５及び第２のインバータ１０６における半導体スイッチのオンオフ動作を駆動制御することにより、第１のインバータ１０５及び第２のインバータ１０６のそれぞれに接続された第１の加熱コイル１０７及び第２の加熱コイル１０８に対してそれぞれが必要とする高周波電流が供給されている。【０００５】
第１の加熱コイル１０７及び第２の加熱コイル１０８に供給された高周波電流により、第１の加熱コイル１０７及び第２の加熱コイル１０８においては高周波磁界が発生する。このように高周波磁界が発生した第１の加熱コイル１０７及び第２の加熱コイル１０８の上に鍋などの負荷が載置されて互いに磁気的に結合すると、それぞれの負荷に対して高周波磁界が印加される。このように高周波磁界が負荷に印加されることにより、負荷において渦電流が発生し、この渦電流と鍋などの負荷自身が持つ表皮抵抗により負荷自身が発熱する。【０００６】
また、制御手段においては、鍋などの負荷の加熱量を調整するために、第１のインバータ１０５及び第２のインバータ１０６における半導体スイッチの駆動周波数、及びデューティ比（導通比率）が制御されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０１３５０３７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１６に示した従来の誘導加熱装置の構成では、第１の加熱コイル１０７及び第２の加熱コイル１０８に対するそれぞれのインバータ１０５，１０６において、半導体スイッチが必要である。このため、それぞれのインバータ１０５，１０６における半導体スイッチのオンオフ動作を制御するための駆動回路が必要となる。この結果、従来の誘導加熱装置においては、複数のインバータ１０５，１０６のそれぞれに半導体スイッチを設けるとともに、各半導体スイッチを駆動制御するための駆動回路を設けるために実装面積を確保する必要があり、装置の小型化を図ることが困難であった。【０００９】
また、図１６に示した従来の誘導加熱装置の構成において、第１の加熱コイル１０７と第２の加熱コイル１０８が同時に動作する場合、加熱コイル間の動作周波数の差に起因する干渉音の発生を防止する必要がある。このような干渉音の発生を防止するためには、第１の加熱コイル１０７と第２の加熱コイル１０８を同じ周波数で駆動する、若しくは可聴域以上の周波数差を設けて駆動するなどの対策を行って、それぞれのインバータ１０５，１０６における半導体スイッチを駆動制御する必要があった。このように、従来の誘導加熱装置では、使用条件に応じて半導体スイッチの駆動制御を行う必要があるため、半導体スイッチの駆動制御が複雑になり、設計が困難になるなどの問題を有していた。【００１０】
本発明は、前述の従来の誘導加熱装置における問題を解決するものであり、半導体スイッチを有するインバータを共用化して複数の加熱コイルに対して同時に加熱動作を行うことができるように構成し、かつ、それぞれの加熱コイルに対して半導体スイッチの損失を大きく増加させることなく、確実な電力調整が可能となる誘導加熱装置の提供を目的とする。また、本発明においては、簡単な構成で複数の加熱コイル間の動作周波数の差に起因する干渉音の発生を確実に防止するとともに、少ない部品点数で回路実装面積を小さくして小型化を図ることが可能な誘導加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る第１の態様の誘導加熱装置は、交流電源からの整流された電力が入力される平滑回路、
前記平滑回路から平滑化された電力が半導体スイッチ回路に入力され、２つの動作周波数を持つ駆動信号を所定の動作期間ごと交互に出力するインバータ、
前記インバータからの駆動信号が入力され、前記インバータにおけるキャパシタンス回路に接続されて異なる周波数特性を示す複数の加熱コイル、及び
前記半導体スイッチ回路の動作周波数と動作期間を駆動制御する制御部、を具備する。このように構成された本発明に係る第１の態様の誘導加熱装置は、複数の加熱コイルを効率高く加熱動作させることができ、それぞれの加熱コイルに対して半導体スイッチの損失を大きく増加させることなく効率の高い電力調整を行うことができる。また、本発明の誘導加熱装置は、複数の加熱コイル間の動作周波数の差に起因する干渉音の発生を防止することができるとともに、少ない部品点数で回路実装面積を小さくして小型化を図ることができる。【００１２】
本発明に係る第２の態様の誘導加熱装置は、前記の第１の態様における前記１組の半導体スイッチ回路が、２つの半導体スイッチの直列接続体で構成され、前記２つの半導体スイッチの交互のオンオフ動作により、前記平滑回路からの平滑化された電力が、前記２つの半導体スイッチの直列接続体の中間接続点に接続された前記複数の加熱コイルに供給されるよう構成されている。このように構成された本発明に係る第２の態様の誘導加熱装置は、複数の加熱コイル間の動作周波数の差に起因する干渉音の発生を防止することができるとともに、少ない部品点数で回路実装面積を小さくして小型化を図ることができる。【００１３】
本発明に係る第３の態様の誘導加熱装置は、前記の第２の態様における前記複数の加熱コイルのそれぞれが前記インバータに設けられた複数のキャパシタンス回路のそれぞれに直列に接続されており、前記複数の加熱コイルと前記複数のキャパシタンス回路で構成される複数の共振回路が示す各周波数特性における共振周波数が異なる値としている。このように構成された本発明に係る第３の態様の誘導加熱装置は、それぞれの加熱コイルに対して半導体スイッチの損失を大きく増加させることなく、効率の高い電力調整を行うことができる。【００１４】
本発明に係る第４の態様の誘導加熱装置は、前記の第３の態様における前記複数の加熱コイルと前記複数のキャパシタンス回路の各直列接続体が、前記２つの半導体スイッチの直列接続体の中間接続点と、前記平滑回路の一方の出力端子との間に接続されている。このように構成された本発明に係る第４の態様の誘導加熱装置は、複数の加熱コイル間の動作周波数の差に起因する干渉音の発生を防止することができるとともに、少ない部品点数で回路実装面積を小さくして小型化を図ることができる。【００１５】
本発明に係る第５の態様の誘導加熱装置は、前記の第３の態様における前記複数のキャパシタンス回路の各キャパシタンス回路が複数のキャパシタンス素子で構成され、前記各キャパシタンス回路が前記平滑回路に並列に接続されており、前記各キャパシタンス回路におけるキャパシタンスの中間点と、前記２つの半導体スイッチの直列接続体の中間接続点との間に前記複数の加熱コイルのそれぞれが接続されている。このように構成された本発明に係る第５の態様の誘導加熱装置は、複数の加熱コイル間の動作周波数の差に起因する干渉音の発生を防止することができるとともに、少ない部品点数で回路実装面積を小さくして小型化を図ることができる。【００１６】
本発明に係る第６の態様の誘導加熱装置は、前記の第４の態様における前記複数の加熱コイルと前記複数のキャパシタンス回路の各直列接続体に切り替え部（１９，２０）を設けて、前記複数の加熱コイルのそれぞれが前記インバータから開閉されるよう構成されている。このように構成された本発明の第６の態様の誘導加熱装置は、複数の加熱コイルのいずれかひとつの単独加熱動作を効率高く行うことが可能となる。【００１７】
本発明に係る第７の態様の誘導加熱装置は、前記の第５の態様における前記複数の加熱コイルのそれぞれに切り替え部を設けて、前記複数の加熱コイルのそれぞれが前記インバータから開閉されるよう構成されている。このように構成された本発明の第７の態様の誘導加熱装置は、複数の加熱コイルのいずれかひとつの単独加熱動作を効率高く行うことができる。また、本発明の第７の態様の誘導加熱装置においては、単独加熱動作において平滑回路の容量に不使用の共振回路のキャパシタンス素子の容量を付加する構成となり、インバータへの入力電力の安定とともに平滑回路の容量を大きく設定する必要のない構成となる。【００１８】
本発明に係る第８の態様の誘導加熱装置は、前記の第３の態様における前記インバータが交互に出力する２つの動作周波数を持つ駆動信号において、一方が前記複数の共振回路の共振周波数より高い周波数領域に設定されており、他方が前記複数の共振回路の共振周波数における中間領域に設定されている。このように構成された本発明に係る第８の態様の誘導加熱装置は、それぞれの加熱コイルに対して半導体スイッチの損失を大きく増加させることなく、効率の高い電力調整が可能となる。【００１９】
本発明に係る第９の態様の誘導加熱装置は、前記の第３の態様における前記インバータが交互に出力する２つの動作周波数を持つ駆動信号において、少なくとも一方が被加熱物の載置されていない無負荷時の周波数特性における共振周波数以外の領域に設定されている。このように構成された本発明に係る第９の態様の誘導加熱装置は、効率の高い電力調整が可能となる。【００２０】
本発明に係る１０の態様の誘導加熱装置は、前記の第３の態様における前記インバータが交互に出力する２つの動作周波数を持つ駆動信号において、少なくとも一方が被加熱物の載置されていない無負荷時の周波数特性における最大入力電力の１／２以上を示す周波数領域以外の領域に設定されている。このように構成された本発明に係る第１０の態様の誘導加熱装置は、それぞれの加熱コイルに対して半導体スイッチの損失を大きく増加させることがない。【００２１】
本発明に係る第１１の態様の誘導加熱装置は、前記の第３の態様における前記２つの半導体スイッチのそれぞれには逆並列のダイオードが接続されており、前記２つの半導体スイッチを交互にオンオフ動作するための切り替えのタイミングは、前記ダイオードに電流が流れたとき、当該ダイオードに逆並列に接続された半導体スイッチをオン状態とするよう構成されている。このように構成された本発明に係る第１１の態様の誘導加熱装置は、各加熱コイルに対して半導体スイッチの損失を大きく増加させることなく、半導体スイッチを効率の高く駆動制御することができる。【００２２】
本発明に係る第１２の態様の誘導加熱装置は、前記の第３の態様における前記複数の共振回路が示す各周波数特性における共振周波数間が少なくとも２０ｋＨｚ以上離れて構成されている。このように構成された本発明に係る第１２の態様の誘導加熱装置は、複数の加熱コイルを効率高く加熱動作させることができる。【００２３】
本発明に係る第１３の態様の誘導加熱装置は、前記の第３の態様における前記制御部が、交流電源からの入力電流及び加熱コイルの入力電力に基づき、前記インバータから出力される駆動信号の動作周波数及び動作期間を制御するよう構成されている。このように構成された本発明に係る第１３の態様の誘導加熱装置は、複数の加熱コイルを効率高く加熱動作させて、所望の出力を得ることが可能となる。【００２４】
本発明に係る第１４の態様の誘導加熱装置は、前記の第３の態様における前記制御部が、交流電源からの入力電流及び加熱コイルの入力電力に基づき、前記インバータから出力される駆動信号の動作期間を決定した後、前記半導体スイッチ回路のデューティ比を制御して前記加熱コイルへの電力供給を制御するよう構成されている。このように構成された本発明に係る第１４の態様の誘導加熱装置は、複数の加熱コイルを効率高く加熱動作させて、所望の出力を得ることが可能となる。【００２５】
本発明に係る第１５の態様の誘導加熱装置は、前記の第３の態様における前記複数の加熱コイルが直径の異なる外形形状を有し、直径の小さい加熱コイルを含む共振回路の共振周波数を、直径の大きな加熱コイルを含む共振回路の共振周波数より高く構成していている。このように構成された本発明に係る第１５の態様の誘導加熱装置は、外形の小さな加熱コイルの厚みを薄くすることが可能となり、加熱コイルと負荷との間におけるエネルギーの伝達効率が良好となり、冷却設計が簡易になる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、半導体スイッチを有するインバータを共用化して複数の加熱コイルを効率高く同時に加熱動作させることができるとともに、それぞれの加熱コイルに対して半導体スイッチの損失を増加させることなく確実な電力調整が可能な誘導加熱装置を提供することができる。さらに、本発明の誘導加熱装置においては、加熱コイル間の動作周波数の差に起因する干渉音の発生が防止されており、少ない部品点数で回路実装面積を小さくして小型化を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る実施の形態１の誘導加熱装置の一例としての誘導加熱調理器の構成を示す回路図
【図２】実施の形態１の誘導加熱調理器におけるインバータの周波数特性を示すグラフ
【図３Ａ】実施の形態１の誘導加熱調理器の外観構成を示す平面図
【図３Ｂ】実施の形態１の誘導加熱調理器の概略内部構成を示す断面図
【図４】実施の形態１の誘導加熱調理器における各加熱コイルに入力される電力の時間経過を示す模式図
【図５】実施の形態１の誘導加熱調理器における各半導体スイッチのオンオフ動作におけるデューティ比と、各加熱コイルへの入力電力との関係を示すグラフ
【図６】実施の形態１の誘導加熱調理器において、特定の動作周波数で駆動されるインバータ回路おける各動作区間での動作状態を模式的に示す図
【図７】図６に示す各動作状態における各部の波形を示す波形図
【図８】実施の形態１の誘導加熱調理器において、特定の動作周波数で駆動されるインバータ回路における各動作区間での動作状態を示す模式図
【図９】図８に示す各動作状態における各部の波形を示す波形図
【図１０Ａ】実施の形態１の誘導加熱調理器において、各加熱コイルに対して異なる負荷を載置した場合の特性曲線を示すグラフ
【図１０Ｂ】図１０Ａの特性曲線において、各加熱コイルに対してインバータから各動作周波数の電力が所定期間毎に交互に供給されていることを示す模式図
【図１１Ａ】実施の形態１の誘導加熱調理器において、各加熱コイルに対して異なる負荷を載置した場合の特性曲線を示すグラフ
【図１１Ｂ】図１１Ａの特性曲線において、各加熱コイルに対してインバータから各動作周波数の電力が所定期間毎に交互に供給されていることを示す模式図
【図１２】本発明に係る実施の形態２の誘導加熱調理器の構成を示す回路図
【図１３】本発明に係る実施の形態３の誘導加熱調理器の構成を示す回路図
【図１４】本発明に係る実施の形態４の誘導加熱調理器における動作周波数に対する入力電力の変化を示すグラフ
【図１５Ａ】本発明に係る実施の形態５の誘導加熱調理器の外観構成を示す平面図
【図１５Ｂ】実施の形態５の誘導加熱調理器の概略内部構成を示す断面図
【図１６】従来の誘導加熱装置の構成を示す回路図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の誘導加熱装置に係る実施の形態として誘導加熱調理器の例について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、本発明の誘導加熱装置は、以下の実施の形態に記載した誘導加熱調理器に限定されるものではなく、以下の実施の形態において説明する技術的思想と同等の技術的思想及び当技術分野における技術常識に基づいて構成される誘導加熱装置を含むものである。
【００２９】
（実施の形態１）
本発明に係る実施の形態１の誘導加熱装置の一例としての誘導加熱調理器について図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る実施の形態１の誘導加熱調理器の構成を示す回路図である。
【００３０】
図１に示すように、実施の形態１の誘導加熱装置である誘導加熱調理器は、商用電源である交流電源１、交流電源１からの交流を整流する整流回路２、整流回路２の電圧を平滑化する平滑回路である平滑コンデンサ３、平滑コンデンサ３の出力を高周波電力に変換するインバータ４、交流電源１から整流回路２に入力される入力電流を検出するカレントトランスなどで構成された入力電流検出部５、インバータ４から高周波電流が供給される第１の加熱コイル６と第２の加熱コイル７、及び/又は入力電流検出部３の検出値が、当該誘導加熱調理器において設定された設定値になるようにインバータ４における半導体スイッチ回路を駆動制御する制御部８、を備えている。
【００３１】
なお、半導体スイッチ回路は２つの半導体スイッチ９，１０の直列接続体で構成されている。制御部８において半導体スイッチ回路の半導体スイッチ９，１０を駆動制御するために目標となる対象は、交流電源１からの入力電流以外に加熱コイルの電流や電圧などが含まれる。実施の形態１においては、制御部８が駆動制御するために目標となる対象として、整流回路２への入力電流を用いて説明するが、本発明においては、制御部が半導体スイッチを駆動制御するために目標となる対象が整流回路への入力電流に限定されるものではなく、入力電流以外に加熱コイルの電流や電圧などを含むものである。
【００３２】
実施の形態１の誘導加熱調理器におけるインバータ４においては、第１の半導体スイッチ９と第２の半導体スイッチ１０の直列接続体が、平滑回路である平滑コンデンサ３に並列に接続されている。半導体スイッチ回路の第１の半導体スイッチ９及び第２の半導体スイッチ１０のそれぞれは、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴのパワー半導体と各パワー半導体に逆方向に並列接続したダイオードで構成されている。第１の半導体スイッチ９及び第２の半導体スイッチ１０のコレクタ−エミッタ間にはオン状態からオフ状態に半導体スイッチが移行する際の急激な電圧上昇を抑制するスナバコンデンサ１３，１４がそれぞれ並列に接続されている。
【００３３】
第１の半導体スイッチ９及び第２の半導体スイッチ１０の直列接続体の中点と、平滑コンデンサ３の一方の端子との間には、第１の加熱コイル６とキャパシタンス素子である第１の共振コンデンサ１１の直列接続体が接続されている。また、第１の半導体スイッチ９及び第２の半導体スイッチ１０の直列接続体の中点と、平滑コンデンサ３の一方の端子との間には、第２の加熱コイル７とキャパシタンス素子である第２の共振コンデンサ１２の直列接続体が接続されている。
【００３４】
［実施の形態１の誘導加熱調理器における入力電力調整動作］
上記のように構成された実施の形態１の誘導加熱調理器における動作について説明する。
【００３５】
制御部８は、インバータ４における第１の半導体スイッチ９及び第２の半導体スイッチ１０を交互に導通状態（オン状態）とすることにより、第１の加熱コイル６及び第２の加熱コイル７のそれぞれに対して、例えば２０ｋＨｚ〜６０ｋＨｚの範囲の高周波電流を供給する。このように供給された高周波電流により、第１の加熱コイル６及び第２の加熱コイル７から高周波磁界が発生する。発生した高周波磁界は、第１の加熱コイル６及び第２の加熱コイル７の上方に載置された鍋などの負荷に印加される。このように鍋などの負荷に印加された高周波磁界により、負荷の表面に渦電流が発生し、渦電流と負荷自身の高周波抵抗により、負荷が誘導加熱されて発熱する。
【００３６】
上記のように構成されたインバータ４において、第１の加熱コイル６上に鍋などの負荷が載置されて加熱動作を行うとき、負荷と結合した第１の加熱コイル６のインダクタンス（Ｌ１）と第１の共振コンデンサ１１の容量（Ｃ１）で決まる第１の共振周波数（ｆ１）を持つ第１の周波数特性を有している。なお、第１の周波数特性の第１の共振周波数（ｆ１）は、１／（２π√（Ｌ１×Ｃ１））で略決定される。
【００３７】
また、第２の加熱コイル７上に鍋などの負荷が載置されて加熱動作を行うとき、負荷と結合した第２の加熱コイル７のインダクタンス（Ｌ２）と第２の共振コンデンサ１２の容量（Ｃ２）で決まる第２の共振周波数（ｆ２）を持つ第２の周波数特性を有している。なお、第２の周波数特性の第２の共振周波数（ｆ２）は、１／（２π√（Ｌ２×Ｃ２））で略決定される。
【００３８】
図２は、実施の形態１の誘導加熱調理器におけるインバータ４の周波数特性を示すグラフであり、横軸がインバータ４の動作周波数、縦軸が加熱コイル６，７への入力電力である。図２において、鍋などの負荷が載置された状態において、第１の加熱コイル６へ入力される電力の第１の周波数特性を符号Ａの特性曲線で示し、第２の加熱コイル７へ入力される電力の第２の周波数特性を符号Ｂの特性曲線で示す。
【００３９】
図２に示すように、インバータ４から各加熱コイル６，７への入力電力は、各共振周波数（ｆ１，ｆ２）において最大となり、インバータ４における半導体スイッチ９，１０の動作周波数（例えばｆａ，ｆｂ）が共振周波数（ｆ１，ｆ２）から離れるに従い、入力電力が低下する。したがって、動作周波数（ｆａ，ｆｂ）を変更することにより、各加熱コイル６，７への入力電力を制御することが可能であることが理解できる。
【００４０】
図３Ａは本発明に係る実施の形態１の誘導加熱調理器の外観構成を示す平面図であり、図３Ｂは実施の形態１の誘導加熱調理器の概略内部構成を示す断面図である。
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、実施の形態１の誘導加熱調理器においては、結晶化ガラスなどで平板状に形成されたトッププレート１６の下方に第１の加熱コイル６及び第２の加熱コイル７が配置されている。第１の加熱コイル６及び第２の加熱コイル７の上方のトッププレート１６上には、材質や形状が異なる被加熱物である負荷が載置される。トッププレート１６の操作者側には操作表示部１５が設けられている。実施の形態１の誘導加熱調理器は、操作表示部１５における使用者の操作に従い所望の電力がそれぞれの加熱コイル６，７に供給されるよう構成されている。
【００４１】
実施の形態１の誘導加熱調理器においては、第１の加熱コイル６及び第２の加熱コイル７がインバータ４に接続されており、インバータ４は半導体スイッチ回路である１組の半導体スイッチ９，１０のオンオフ動作により駆動制御されている。即ち、第１の加熱コイル６及び第２の加熱コイル７は同じ動作周波数で駆動されており、第１の加熱コイル６及び第２の加熱コイル７に同時に電力が供給される。
【００４２】
実施の形態１の誘導加熱調理器においては、図２に示すように、第１の加熱コイル６と第１の共振コンデンサ１１により構成される第１の共振回路１７（図１参照）の第１の周波数特性Ａ(図２参照)と、第２の加熱コイル７と第２の共振コンデンサ１２により構成される第２の共振回路１８（図１参照）の第２の周波数特性Ｂ（図２参照）を有している。実施の形態１の誘導加熱調理器における第１の周波数特性Ａと第２の周波数特性Ｂは、それぞれの共振周波数（ｆ１，ｆ２）が所定の周波数ずれた周波数となるよう設定されている。したがって、第１の周波数特性Ａと第２の周波数特性Ｂは異なる特性曲線を有しているため、第１の半導体スイッチ９及び第２の半導体スイッチ１０を所定の動作周波数にて駆動制御することにより、第１の加熱コイル６及び第２に加熱コイル７のそれぞれに異なる電力を供給することが可能となる。
【００４３】
図２に示すように、実施の形態１の誘導加熱調理器においては、第１の周波数特性Ａの第１の共振周波数（ｆ１）を第２の周波数特性Ｂの第２の共振周波数（ｆ２）より低くして設定して、第１の周波数特性Ａと第２の周波数特性Ｂを異なる特性としている。インバータ４における第１の半導体スイッチ９及び第２の半導体スイッチ１０の駆動制御は、２つの動作周波数（ｆａ，ｆｂ）を所定期間毎に交互に切り替えるよう構成されている。
【００４４】
第１の動作周波数（ｆａ）は第１の共振周波数（ｆ１）と第２の共振周波数（ｆ２）の間の領域内に設定されており、第２の動作周波数（ｆｂ）は第２の共振周波数（ｆ２）より高い周波数領域に設定されている。
【００４５】
図２に示すように、第１の動作周波数（ｆａ）では、第１の加熱コイル６に電力（Ｐ１）が入力されて第１の加熱コイル６上の第１の負荷が誘導加熱され、同時に第２の加熱コイル７に電力（Ｐ３）が入力されて第２の加熱コイル７上の第２の負荷が誘導加熱される。
【００４６】
一方、第２の動作周波数（ｆｂ）では、第１の加熱コイル６に電力（Ｐ２）が入力されて第１の加熱コイル６上の第１の負荷が誘導加熱され、同時に第２の加熱コイル７に電力（Ｐ４）が入力されて第２の加熱コイル７上の第２の負荷が誘導加熱される。
【００４７】
図４において、（ａ）は、第１の加熱コイル６に入力される電力の時間経過を模式的に示しており、（ｂ）は第２の加熱コイル７に入力される電力の時間経過を模式的に示している。図４に示すように、第１の加熱コイル６と第２の加熱コイル７が、インバータ４からの２つの動作周波数（ｆａ，ｆｂ）により交互に所定期間毎に駆動制御されることにより、結果的に第１の加熱コイル６と第２の加熱コイル７には異なる電力量が入力されることになる。したがって、第１の加熱コイル６と第２の加熱コイル７におけるそれぞれの入力電力は、図４において平均電力（Ｐave１、Ｐave２）で示される異なる電力となる。
【００４８】
上記のように、第１の半導体スイッチ９及び第２の半導体スイッチ１０に対して、２つの動作周波数（ｆａ，ｆｂ）を所定期間毎に交互に用いることにより、第１の加熱コイル６及び第２の加熱コイル７には異なる電力が供給される。第１の加熱コイル６には電力（Ｐ１）と電力（Ｐ２）のそれぞれに各動作周波数（ｆａ，ｆｂ）の動作時間を積算した電力が供給されており、第２の加熱コイル７には電力（Ｐ３）と電力（Ｐ４）のそれぞれに各動作周波数（ｆａ，ｆｂ）の動作時間を積算した電力が供給される。
【００４９】
したがって、実施の形態１の誘導加熱調理器においては、それぞれの動作周波数（ｆａ，ｆｂ）で駆動する期間、及び両方の加熱コイル６，７に対して電力を供給しない期間を組み合わせることにより、第１の加熱コイル６及び第２の加熱コイル７に対する供給電力の調整を行うことが可能となる。
【００５０】
また、実施の形態１の誘導加熱調理器においては、第１の半導体スイッチ９と第２の半導体スイッチ１０の動作周波数（ｆａ，ｆｂ）を変更することにより、第１の加熱コイル６及び第２の加熱コイル７への供給電力を変更することが可能である。
【００５１】
更に、実施の形態１の誘導加熱調理器においては制御部８が第１の半導体スイッチ９と第２の半導体スイッチ１０を交互にオンオフ動作させて、インバータ４が第１の加熱コイル６と第２の加熱コイル７に対して所望の電力を供給するよう構成されている。したがって、実施の形態１の誘導加熱調理器においては、第１の半導体スイッチ９と第２の半導体スイッチ１０におけるオンオフ比（デューティ比）を制御部８において変更することにより第１の加熱コイル６と第２の加熱コイル７に対する入力電力を変更することが可能である。
【００５２】
図５は、第１の半導体スイッチ９と第２の半導体スイッチ１０のオンオフ動作におけるデューティ比と、加熱コイル６，７への入力電力との間の一般的な関係を示す特性曲線である。図５の特性曲線に示すように、デューティ比が１／２の時、即ちオン期間とオフ期間が同じである時に入力電力が最大となる。したがって、デューティ比が１／２からずれるほど入力電力は低くなる。このため、第１の半導体スイッチ９と第２の半導体スイッチ１０の動作周波数を決定した後において、デューティ比を変えることにより、第１の加熱コイル６及び第２の加熱コイル７への供給電力を自在に調整することが可能となる。
【００５３】
［実施の形態１の誘導加熱調理器におけるインバータの動作］
次に、実施の形態１の誘導加熱調理器におけるインバータの動作について説明する。まず、図２に示した周波数特性曲線における第１の動作周波数（ｆａ）の場合について説明する。
【００５４】
図６は、実施の形態１の誘導加熱調理器において、第１の動作周波数（ｆａ）で駆動されるインバータ回路４における各動作区間での動作状態を模式的に示す図である。図７は、図６に示す各動作状態における各部の波形を示している。図７において、（ａ）は第１の半導体スイッチ９のゲート信号波形を示しており、（ｂ）は第２の半導体スイッチ１０のゲート信号波形を示している。また、図７の（ｃ）は（ａ）に示したゲート信号により導通状態（オン状態）となる第１の半導体スイッチ９のコレクタ−エミッタ間に流れる電流波形を示しており、（ｄ）は（ｂ）に示したゲート信号により導通状態（オン状態）となる第２の半導体スイッチ１０のコレクタ−エミッタ間に流れる電流波形を示しており、コレクタからエミッタに電流が流れる方向を正向きとして示している。図７の（ｅ）は第１の加熱コイル６を流れる電流を示しており、（ｆ）は第２の加熱コイル７を流れる電流を示している。
【００５５】
なお、図７の（ｅ）に示す「Ｉａ」は、第１の半導体スイッチ９及び第２の半導体スイッチ１０がオフ状態のときの第１の加熱コイル６に流れる電流値（波高値）を示している。また、図７の（ｆ）に示す「Ｉｂ」は、同様に第１の半導体スイッチ９及び第２の半導体スイッチ１０がオフ状態のときの第２の加熱コイル７の電流値（波高値）を示している。
【００５６】
［第１の動作周波数（ｆａ）における区間Ａ〜Ｆの定義］
区間Ａは、第１の半導体スイッチ９がオン状態（ＯＮ）、第２半導体スイッチ１０がオフ状態（ＯＦＦ）であり、かつ第１の半導体スイッチ９を通って第１の加熱コイル６及び第２に加熱コイル７に電力が供給されている状態である。
【００５７】
区間Ｂは、第１の半導体スイッチ９がオン状態、第２半導体スイッチ１０がオフ状態であり、かつ第２の加熱コイル７の電流が転流して区間Ａの場合とは逆方向に流れている状態であり、第１の半導体スッチ９及び第２に加熱コイル７から、第１の加熱コイル６に電力が供給されている状態である。
【００５８】
区間Ｃは、第１の半導体スイッチ９がオフ状態、第２半導体スイッチ１０がオフ状態であり、かつ第２の半導体スイッチ１０内蔵の逆並列ダイオードに電流が流れている状態である。
【００５９】
区間Ｄは、第１の半導体スイッチ９がオフ状態、第２半導体スイッチ１０がオン状態であり、かつ第２の半導体スイッチ１０を通って第１の加熱コイル６及び第２に加熱コイル７に電力が供給される状態である。
【００６０】
区間Ｅは、第１の半導体スイッチ９がオフ状態、第２半導体スイッチ１０がオン状態であり、かつ第２の加熱コイル７の電流が転流して区間Ｄの場合とは逆方向に電流が流れている状態であり、第２の半導体スッチ１０及び第２に加熱コイル７から第１の加熱コイル６に電力が供給されている状態である。
【００６１】
区間Ｆは、第１の半導体スイッチ９がオフ状態、第２半導体スイッチ１０がオフ状態であり、かつ第１の半導体スイッチ９内蔵の逆並列ダイオードに電流が流れている状態である。
【００６２】
なお、区間Ｃの終点から区間Ｄの始点までの区間においては、第２の半導体スイッチ１０がオン状態であるが、第２の半導体スイッチ１０に電流が流れる前の状態であり、第２の半導体スイッチ１０に電流が流れたときから区間Ｄが始まる。同様に、区間Ｆの終点から区間Ａの始点までの区間においては、第１の半導体スイッチ９がオン状態であるが、第１の半導体スイッチ９には電流が流れる前の状態であり、第１の半導体スイッチ９に電流が流れたときから区間Ａが始まる。
【００６３】
［第１の動作周波数（ｆａ）による区間Ａ〜Ｆにおける動作］
次に、図６及び図７を用いて第１の動作周波数（ｆａ）による各区間Ａ〜Ｆにおける動作について説明する。
【００６４】
区間Ａにおいて、制御部８は、第１の半導体スイッチ９のゲート信号をオン状態とし、第２の半導体スイッチ１０のゲート信号をオフ状態とすることにより、平滑コンデンサ３から第１の半導体スイッチ９を通して、第１の加熱コイル６と第１の共振コンデンサ１１で構成される第１の共振回路１７と、第２の加熱コイル７と第２の共振コンデンサ１２で構成される第２の共振回路１８に電力が供給される。
【００６５】
区間Ｂにおいては、第２の共振周波数（ｆ２：図２参照）が第１の動作周波数（ｆａ）よりも高いため、第２の加熱コイル７と第２の共振コンデンサ１２で構成される第２の共振回路１８において転流が生じる。このため、電流が、第２の加熱コイル７→第１の加熱コイル６→第１の共振コンデンサ１１→第２の共振コンデンサ１２と流れる電流経路が新たに形成される。この電流経路は、平滑コンデンサ３→第１の半導体スイッチ９→第１の加熱コイル６→第１の共振コンデンサ１１に流れる電流経路と共存して、第１の加熱コイル６及び第２の加熱コイル７に電力が供給される。即ち、区間Ｂにおいては、第１の加熱コイル６の電流の向きが区間Ａと同じであるが、第２の加熱コイル７の電流の向きが逆向きにとなる。
【００６６】
区間Ｃにおいて、制御部８は、第１の半導体スイッチ９のゲート信号をオフ状態とすることにより、電流が、第１の加熱コイル６→第１の共振コンデンサ１１→第２の半導体スイッチ１０内蔵の逆並列ダイオードに流れる電流経路と、電流が、第２の加熱コイル７→第１の加熱コイル６→第１の共振コンデンサ１１→第２の共振コンデンサ１２に流れる電流経路が形成される。制御部８は、第２の半導体スイッチ１０内蔵の逆並列ダイオードに電流が流れている状態の時に第２の半導体スイッチ１０のゲート信号をオン状態として、区間Ｄに移行する。
【００６７】
区間Ｄにおいては、制御部８が第２の半導体スイッチ１０をオン状態としているため、第１の加熱コイル６と第１の共振コンデンサ１１で構成される第１の共振回路１７において転流が生じている。このため、電流が、第１の加熱コイル６→第２の半導体スイッチ１０→第１の共振コンデンサ１１に流れる電流経路と、電流が、第２の加熱コイル７→第２の半導体スイッチ１０→第２の共振コンデンサ１２に流れる電流経路が形成されて、第１の加熱コイル６及び第２の加熱コイル７に電力が供給される。
【００６８】
区間Ｅにおいては、第２の共振周波数（ｆ２：図２参照）が第１の動作周波数（ｆａ）よりも高いため、第２の加熱コイル７と第２の共振コンデンサ１２で構成される第２の共振回路１８において転流が生じる。このため、電流が、第１の加熱コイル６→第２の加熱コイル７→第２の共振コンデンサ１２→第１の共振コンデンサ１１に流れる電流経路が新たに形成される。この電流経路は、電流が、第１の加熱コイル６→第２の半導体スイッチ１０→第１の共振コンデンサ１１に流れる電流経路と共存して、第１の加熱コイル６及び第２の加熱コイル７に電力が供給される。即ち、区間Ｅにおいては、第１の加熱コイル６の電流の向きが区間Ｄと同じであるが、第２の加熱コイル７の電流の向きが逆向きにとなる。
【００６９】
区間Ｆにおいて、制御部８は、第２の半導体スイッチ１０のゲート信号をオフ状態とすることにより、電流が、第１の加熱コイル６→第１の半導体スイッチ９内蔵の逆並列ダイオード→平滑コンデンサ３→第１の共振コンデンサ１１に流れる電流経路と、電流が、第２の加熱コイル７→第２の共振コンデンサ１２→第１の共振コンデンサ１１→第１の加熱コイル６に流れる電流経路が形成される。制御部８は、第１の半導体スイッチ９内蔵の逆並列ダイオードに電流が流れている状態の時に第１の半導体スイッチ９のゲート信号をオン状態として、前述の区間Ａの状態に移行する。上記のように図６に示す区間Ａから区間Ｆの動作は、制御部８の駆動制御により継続される。
【００７０】
上記の区間Ａから区間Ｆの一連の動作において、区間Ｂから区間Ｃへの移行時には、即ち第１の半導体スイッチ９がオン状態からオフ状態になるタイミングにおいて、第２の加熱コイル７の電流値（図７のＩｂ）が、第１の加熱コイル６の電流値（図７のＩａ）よりも大きい場合（Ｉｂ＞Ｉａ）には、電流が、第２の加熱コイル７→第１の半導体スイッチ９内蔵の逆並列ダイオード→平滑コンデンサ３→第２の共振コンデンサ１２に流れる電流経路が生じてしまう。この状態においては、第２の半導体スイッチ１０内蔵の逆並列ダイオードに電流が流れずに、第２の半導体スイッチ１０のコレクタ−エミッタ間に電位差が生じる。このように第２の半導体スイッチ１０のコレクタ−エミッタ間に電位差が生じた状態で区間Ｃから区間Ｄに移行する場合、第２の半導体スッチ１０をオフ状態からオン状態に切り替え動作を行うため、第２の半導体スイッチ１０において生じていた電位差が短絡される状態となる。この結果、第２の半導体スイッチ１０におけるターンオン損失が増大し、ノイズの発生が大きくなる。特に、第１の半導体スイッチ９及び第２の半導体スイッチ１０のコレクタ−エミッタ端子間にスナバコンデンサ１３，１４（図１参照）が接続されている場合、スナバコンデンサ１３，１４に蓄えられた電荷が短絡されて放出される。このため、それぞれの半導体スイッチの損失及びノイズの発生は、非常に大きいなものとなる。
【００７１】
上記の区間Ｂから区間Ｃへの移行動作時における問題に関しては、区間Ｅから区間Ｆへの移行動作時においても問題となる。即ち、この問題は第２の半導体スイッチ１０がオン状態からオフ状態になるタイミングにおいても同様に発生する。
【００７２】
そのため、第１の加熱コイル６の電流値（図７のＩａ）が第２の加熱コイル７の電流値（図７のＩｂ）よりも大きくなる（Ｉａ＞Ｉｂ）範囲において、インバータ４の動作周波数を設定することにより、前述のような短絡動作を回避することができ、損失の少ない安定した動作、及びノイズ発生が低減された動作を行うことができる。
【００７３】
なお、第１の加熱コイル６の電流値（Ｉａ）が第２の加熱コイル７の電流値（Ｉｂ）よりも大きくなる（Ｉａ＞Ｉｂ）動作周波数（ｆａ）は、図２に示した入力電力に対する第１の共振回路１７の周波数特性（Ａ）と第２の共振回路１８の周波数特性（Ｂ）において交差する周波数（ｆｘ）とほぼ一致する。このため、動作周波数（ｆａ）は交差周波数（ｆｘ）より低い周波数領域に設定して動作させることにより実現することができる。
【００７４】
なお、動作周波数（ｆａ）に対する第１の加熱コイル６と第２の加熱コイル７の電流値（Ｉａ，Ｉｂ）の大小関係は、各加熱コイル６，７にカレントトランスなどの電流検出手段を設けて、各電流値を比較し決定する。また、鍋の材質により各共振回路の共振特性が予測できるため、各加熱コイル６，７の共振電圧を検出する共振電圧検出手段を各加熱コイル６，７に設けて、その検出された共振電圧に基づいて鍋の材質を判定した後に、動作周波数（ｆａ）に関する使用可能周波数領域において動作周波数（ｆａ）を設定する。
【００７５】
次に、図２に示した周波数特性曲線における第２の動作周波数（ｆｂ）の場合について説明する。
【００７６】
図８は、実施の形態１の誘導加熱調理器において、第２の動作周波数（ｆｂ）で駆動制御されるインバータ回路４における各動作区間での動作状態を模式的に示す図である。図９は、図８に示す各動作状態における各部の波形を示している。図９において、（ａ）は第１の半導体スイッチ９のゲート信号波形を示しており、（ｂ）は第２の半導体スイッチ１０のゲート信号波形を示している。また、図９の（ｃ）は（ａ）に示したゲート信号により導通状態（オン状態）となる第１の半導体スイッチ９のコレクタ−エミッタ間に流れる電流波形を示しており、（ｄ）は（ｂ）に示したゲート信号により導通状態（オン状態）となる第２の半導体スイッチ１０のコレクタ−エミッタ間に流れる電流波形を示しており、コレクタからエミッタに電流が流れる方向を正向きとして示している。図９の（ｅ）は第１の加熱コイル６を流れる電流を示しており、（ｆ）は第２の加熱コイル７を流れる電流を示している。
【００７７】
実施の形態１において、第２の動作周波数（ｆｂ）は、第１の共振回路１７（第１の加熱コイル６と第１の共振コンデンサ１１）の共振周波数（ｆ１）、及び第２の共振回路１８（第２の加熱コイル７と第２の共振コンデンサ１２）の共振周波数（ｆ２）よりも高い周波数の領域に設定されている。したがって、前述の第１の動作周波数（ｆａ）の場合のような加熱コイル６，７において電流の転流現象が生じることがない（図６参照）。この結果、第１の半導体スイッチ９及び第２の半導体スイッチ１０のターンオン損失が発生しないため、第２の動作周波数（ｆｂ）としては、第２の共振回路１８の共振周波数（ｆ２）より高い周波数の領域であり、かつ所定の電力を得ることができる周波数を選択すれば良い。
【００７８】
［第２の動作周波数（ｆｂ）における区間Ａ〜Ｄの定義］
区間Ａは、第１の半導体スイッチ９がオン状態（ＯＮ）、第２半導体スイッチ１０がオフ状態（ＯＦＦ）であり、かつ第１の半導体スイッチ９を通って第１の加熱コイル６及び第２に加熱コイル７に電力が供給されている状態である。
【００７９】
区間Ｂは、第１の半導体スイッチ９がオフ状態、第２の半導体スイッチ１０がオフ状態であり、かつ第２の半導体スイッチ１０内蔵の逆並列ダイオードに電流が流れている状態である。
【００８０】
区間Ｃは、第１の半導体スイッチ９がオフ状態、第２の半導体スイッチ１０がオン状態であり、かつ第２の半導体スイッチ１０を通って第１の加熱コイル６及び第２に加熱コイル７に電力が供給されている状態である。
【００８１】
区間Ｄは、第１の半導体スイッチ９がオフ状態、第２の半導体スイッチ１０がオフ状態であり、かつ第１の半導体スイッチ９内蔵の逆並列ダイオードに電流が流れている状態である。
【００８２】
なお、区間Ｂの終点から区間Ｃの始点までの区間においては、第２の半導体スイッチ１０がオン状態であるが、第２の半導体スイッチ１０に電流が流れる前の状態であり、第２の半導体スイッチ１０に電流が流れたときから区間Ｃが始まる。同様に、区間Ｄの終点から区間Ａの始点までの区間においては、第１の半導体スイッチ９がオン状態であるが、第１の半導体スイッチ９に電流が流れる前の状態であり、第１の半導体スイッチ９に電流が流れたときから区間Ａが始まる。
【００８３】
［第２の動作周波数（ｆｂ）による区間Ａ〜Ｄにおける動作］
次に、図７及び図８を用いて第２の動作周波数（ｆｂ）による各区間Ａ〜Ｄにおける動作について説明する。
【００８４】
区間Ａにおいて、制御部８は、第１の半導体スイッチ９のゲート信号をオン状態とし、第２の半導体スイッチ１０のゲート信号をオフ状態とすることにより、平滑コンデンサ３から第１の半導体スイッチ９を通して、第１の加熱コイル６と第１の共振コンデンサ１１で構成される第１の共振回路１７と、第２の加熱コイル７と第２の共振コンデンサ１２で構成される第２の共振回路１８に電力が供給される。
【００８５】
区間Ｂにおいては、制御部８は、第１の半導体スイッチ９のゲート信号をオフ状態とすることにより、電流が、第１の加熱コイル６→第１の共振コンデンサ１１→第２の半導体スイッチ１０内蔵の逆並列ダイオードに流れる電流経路が形成される。また、第２の加熱コイル７→第２の共振コンデンサ１２→第２の半導体スイッチ１０内蔵の逆並列ダイオードに流れる電流経路が形成される。
【００８６】
制御部８は、第２の半導体スイッチ１０内蔵の逆並列ダイオードに電流が流れている状態の時、第２の半導体スイッチ１０のゲート信号をオン状態として、区間Ｃに移行する。
【００８７】
区間Ｃにおいて、制御部８は、第２の半導体スイッチ１０のゲート信号をオン状態とすることにより、電流が、第１の加熱コイル６→第２の半導体スイッチ１０→第１の共振コンデンサ１１に流れる電流経路と、電流が、第２の加熱コイル７→第２の半導体スイッチ１０→第２の共振コンデンサ１２に流れる電流経路が形成されて、第１の加熱コイル６及び第２の加熱コイル７に電力が供給される。
【００８８】
区間Ｄにおいては、制御部８は、第２の半導体スイッチ１０のゲート信号をオフ状態とすることにより、電流が、第１の加熱コイル６→第１の半導体スイッチ９内蔵の逆並列ダイオード→平滑コンデンサ３→第１の共振コンデンサ１１に流れる電流経路と、電流が、第２の加熱コイル７→第１の半導体スイッチ９内蔵の逆並列ダイオード→平滑コンデンサ３→第２の共振コンデンサ１２に流れる電流経路が形成される。制御部８は、第１の半導体スイッチ９内蔵の逆並列ダイオードに電流が流れている状態の時に第１の半導体スイッチ９のゲート信号をオン状態として、前述の区間Ａの状態に移行する。上記のように図８に示す区間Ａから区間Ｄの動作は、制御部８の駆動制御により継続される。
【００８９】
次に、実施の形態１の誘導加熱調理器において、第１の加熱コイル６及び第２の加熱コイル７の上に配置されて誘導加熱される鍋などの負荷について考察する。
【００９０】
第１の加熱コイル６及び第２の加熱コイル７の上に配置されて誘導加熱される鍋などの負荷の材質は様々である。したがって、負荷の電気的な特性に応じて、当該誘導加熱調理器における共振特性は変化する。その結果、動作周波数に対する電力特性も負荷に応じて変化する。
【００９１】
図１０Ａにおいては、第１の加熱コイル６及び第２の加熱コイル７に対して第１の負荷Ｘを載置した場合を実線の特性曲線（Ａ，Ｂ）で示している。また、第１の加熱コイル６及び第２の加熱コイル７に対して第２の負荷Ｙを載置した場合を破線の特性曲線（ａ，ｂ）で示している。図１０Ａにおいて、横軸が動作周波数［ｋＨｚ］であり、縦軸が加熱コイル６，７への入力電力［ｋＷ］である。
【００９２】
図１０Ａに示すように、低周波側の第１の動作周波数（ｆａ）においては、第１の加熱コイル６の入力電力が第２の加熱コイル７の入力電力よりも大きな値となる領域内であり、かつ周波数が高くなるに従って第１の加熱コイル６の入力電力が減少し、第２の加熱コイル７の入力電力が増加する領域内の周波数が選択される。したがって、第１の動作周波数（ｆａ）は、少なくとも負荷を含む第１の共振回路１７の共振周波数（ｆ１）より高く、少なくとも負荷を含む第２の共振回路１８の共振周波数（ｆ２）より低い周波数の領域内から選択される。
【００９３】
一方、高周波側の第２の動作周波数（ｆｂ）においては、負荷を含む第１の共振回路１７の共振周波数（ｆ１）及び負荷を含む第２の共振回路１８の共振周波数（ｆ２）より高い周波数の領域内であり、かつそれぞれの加熱コイル６，７の平均電力が設定値となる動作周波数が選択される。
【００９４】
図１０Ｂの（ａ）は第１の加熱コイル６に対してインバータ４から第１の動作周波数（ｆａ）と第２の動作周波数（ｆｂ）の電力（Ｐ１，Ｐ２）が所定期間毎に交互に供給されていることを示している。図１０Ｂの（ｂ）は第２の加熱コイル７に対してインバータ４から第１の動作周波数（ｆａ）と第２の動作周波数（ｆｂ）の電力（Ｐ３，Ｐ４）が所定期間毎に交互に供給されていることを示している。
【００９５】
図１０Ｂに示すように、第１の加熱コイル６と第２の加熱コイル７に対して、インバータ４から２つの動作周波数（ｆａ，ｆｂ）の駆動信号が交互に所定期間毎に供給されている。この結果、第１の加熱コイル６と第２の加熱コイル７には異なる電力が交互に入力され、第１の加熱コイル６と第２の加熱コイル７のそれぞれの電力量は、図１０Ｂにおいて平均電力（Ｐave１、Ｐave２）で示される異なる電力量となる。
【００９６】
図１０Ａの周波数特性図において、破線で示す周波数特性ａは、第１の加熱コイル６に第２の負荷Ｙを載置したときの特性曲線であり、破線で示す周波数特性ｂは、第２の加熱コイル７に第２の負荷Ｙを載置したときの特性曲線である。通常、磁性ステンレスなどの非透磁率が高い負荷より、非磁性ステンレスなどの非透磁率が１に近い負荷の方が共振周波数は高くなる。このため、非磁性金属の負荷を加熱する際の動作周波数は、磁性金属の負荷よりも高い動作周波数を選択することになる。図１０Ａにおいて、例示として、周波数特性曲線Ａ，Ｂを示す第１の負荷Ｘが磁性金属の負荷を加熱する場合の特性曲線を示し、周波数特性曲線ａ，ｂを示す第２の負荷Ｙが非磁性金属の負荷を加熱する場合の特性曲線を示す。
【００９７】
図１１Ａにおいて、第１の加熱コイル６に対して第２の負荷Ｙを載置した場合を実線の特性曲線（ａ）で示しており、第２の加熱コイル７に対して第１の負荷Ｘを載置した場合を実線の特性曲線（Ｂ）で示している。なお、参考として、第１の加熱コイル６に対して第１の負荷Ｘを載置した場合を破線の特性曲線（Ａ）で示し、第２の加熱コイル７に対して第２の負荷Ｙを載置した場合を破線の特性曲線（ｂ）で示している。図１１Ａにおいて、横軸が動作周波数［ｋＨｚ］であり、縦軸が加熱コイル６，７への入力電力［ｋＷ］である。
【００９８】
図１１Ａにおいて実線で示す周波数特性曲線（ａ，Ｂ）においては、前述の１０Ａに示した周波数特性曲線と同様に、低周波側の第１の動作周波数（ｆａ）が以下のように選択されている。即ち、第１の動作周波数（ｆａ）は、第１の加熱コイル６の電力が第２の加熱コイル７の電力よりも大きくなる領域内であり、かつ周波数が高くなるに従って第１の加熱コイル６の入力電力が減少し、第２の加熱コイル７の入力電力が増加する周波数の領域内で選択される。
【００９９】
一方、高周波側の第２の動作周波数（ｆｂ）は、第１の共振回路１７及び第２の共振回路１８の共振周波数（ｆ１，ｆ２）より高い周波数の領域内であり、かつそれぞれの加熱コイル６，７の平均電力（Ｐave１，Ｐave２）が設定値になる周波数が選択される。
【０１００】
前述のように、一般的に磁性ステンレスなどの非透磁率が高い負荷より、非磁性ステンレスなどの非透磁率が１に近い負荷の方が共振周波数は高くなるため、非磁性金属を加熱する際の動作周波数は磁性金属の負荷よりも高い動作周波数が選択される。
【０１０１】
上記のように、実施の形態１の誘導加熱調理器においては、負荷に応じて変わる共振回路の共振周波数に応じて動作周波数を選択することにより、各共振回路間での電力特性の関係を変更することなく、各加熱コイルにおいて所望の電力にて加熱動作を行うことができる。このため、実施の形態１の誘導加熱調理器においては、回路損失やノイズの発生が抑制された安定した加熱動作を各加熱コイルにおいて行うことができる。
【０１０２】
なお、被加熱物である鍋などの負荷の材質を判定する手段としては、インバータ４の動作周波数、入力電流、加熱コイルに流れる電流、加熱コイルの共振電圧等の電気的な特性を検出して判定することが可能である。本発明に係る実施の形態１においては、判定手段に関して特に特定していないが、いずれかの判定手段を有する構成である。
【０１０３】
また、実施の形態１においては、インバータ４として２石のハーフブリッジ回路を用いた例で説明しているが、同一の半導体スイッチに共振周波数の異なる複数の加熱コイルと共振コンデンサの組が接続されているのであれば、４石のフルブリッジ回路などを用いてもよく、本発明においては特に限定するものではない。
【０１０４】
また、実施の形態１の誘導加熱調理器は、第１の加熱コイル６と第２の加熱コイル７が常に同じ周波数で動作するため、加熱コイル間に周波数差が生じることがなく、干渉音が発生しないという優れた特徴を有する。
【０１０５】
更に、実施の形態１においては、加熱コイル６，７と共振コンデンサ１１，１２で構成される共振回路１７，１８が２つの場合を示しているが、共振回路が３つ以上の場合であっても、共振特性が隣接する加熱コイル間において、低周波側の負荷がある場合の共振特性が高周波側の無負荷時の共振特性よりも低くすることができれば、同様の効果が得ることができる。
【０１０６】
以上のように、本発明に係る実施の形態１の誘導加熱調理器においては、電源回路に接続された１組の半導体スイッチを含むインバータに対して、負荷を誘導加熱する加熱コイルと共振コンデンサで構成される共振回路を複数接続し、１組の半導体スイッチのオンオフ動作によりインバータから複数の加熱コイルに電力を供給するよう構成されている。また、実施の形態１の誘導加熱調理器においては、複数の共振回路のそれぞれの共振周波数を変えるとともに、半導体スイッチの動作周波数を所定期間ごとに交互に切り替えて駆動することにより、それぞれの加熱コイルに供給する電力を調整することができる。このため、実施の形態１の構成によれば、部品点数が少なく、回路実装面積が小さく、小型で安価な誘導加熱装置を実現できる。
【０１０７】
（実施の形態２）
次に、本発明に係る実施の形態２の誘導加熱装置の一例としての誘導加熱調理器について添付の図面を参照しながら説明する。図１２は実施の形態２の誘導加熱調理器の構成を示す回路図である。
【０１０８】
実施の形態２の構成において前述の実施の形態１の構成と異なるのは、第１の加熱コイル６と第１の共振コンデンサ１１で構成された第１の共振回路１７に対して第１の切り替え部１９が直列に接続されており、第２の加熱コイル７と第２の共振コンデンサ１２に対して第２の切り替え部２０が直列に接続されている点である。実施の形態２の構成におけるその他の点は、実施の形態１の構成と同じであるため、実施の形態２の誘導加熱調理器の説明において、実施の形態１の誘導加熱調理器と同じ機能、構成を有するものには同じ符号を付してその説明は実施の形態１の説明を適用する。
【０１０９】
実施の形態２の誘導加熱調理器における動作について説明する。実施の形態２の誘導加熱調理器においては、実施の形態１の誘導加熱調理器と同様に複数の負荷を同時に誘導加熱することができるように、複数の加熱コイルを有する構成である。このため、１つの加熱コイルのみに負荷が載置されて誘導加熱動作を行う場合には、該当する加熱コイルのみを動作させることが望ましい。そこで、実施の形態２の誘導加熱調理器においては、切り替え部１９，２０を設けて、誘導加熱動作すべき加熱コイルを選択可能に構成されている。
【０１１０】
実施の形態２の誘導加熱調理器において、鍋などの負荷が加熱コイルの上に載置されて、誘導加熱動作をすべき加熱コイルが選択されると、制御部８は第１の切り替え部１９及び／又は第２の切り替え部２０の切り替え動作を行い、加熱コイル６，７を含む共振回路１７，１８を励起して、誘導加熱動作が開始される。また、負荷が載置されずに加熱開始の指示があった場合には、制御部８は負荷が搭載されていないことを検知した時点で第１の切り替え部１９及び／又は第２の切り替え部２０を非導通状態（オフ状態）とする。
【０１１１】
上記のように、実施の形態２の誘導加熱調理器においては、各共振回路１７，１８に切り替え部１９，２０を付加した構成とすることにより、加熱コイル６，７の単独加熱動作を効率高く確実に行うことができる。実施の形態２の誘導加熱調理器において、切り替え部１９，２０としてはリレーや半導体スイッチなどの切り替え手段で構成されるが、特に切り替え手段を限定するものではない。
【０１１２】
なお、切り替え部１９，２０の切り替え動作は、インバータ４を停止状態とした後に行うことにより、切り替え時のストレスを減らすことができる。特に、切り替え手段に電磁リレーを用いる場合は、切り替え動作時の接点部の耐久性などから、インバータ４を停止した後に切り替え動作を行うことが望ましい。
【０１１３】
なお、第１の加熱コイル６及び第２の加熱コイル７が同時に加熱動作を行う場合には、第１の切り替え部１９及び第２の切り替え部２０を導通状態とした後、前述の実施の形態１における加熱動作と同じ動作が行われる。
【０１１４】
以上、本発明に係る実施の形態２の誘導加熱調理器においては、加熱コイル６，７と共振コンデンサ１１，１２を備えた共振回路１７，１８に切り替え部１９，２０を設けることにより、加熱コイル６，７を単独で加熱動作させることが可能となる。このため、実施の形態２の構成においては、必要な加熱コイルのみを動作させることが可能となり、使い勝手の良い誘導加熱装置を実現できる。
【０１１５】
（実施の形態３）
次に、本発明に係る実施の形態３の誘導加熱装置の一例としての誘導加熱調理器について添付の図面を参照しながら説明する。図１３は実施の形態３の誘導加熱調理器の構成を示す回路図である。
【０１１６】
実施の形態３の構成において前述の実施の形態１の構成と異なるのは、第１の加熱コイル６に接続される第１の共振コンデンサ１１Ａ,１１Ｂ及び第２の加熱コイル７に接続される第２の共振コンデンサ１２Ａ,１２Ｂのそれぞれが複数に分割されており、直列接続体で構成されている点である。また、実施の形態３においては、第１の共振コンデンサ１１Ａ，１１Ｂの直列接続体及び第２の共振コンデンサ１２Ａ，１２Ｂの直列接続体が、平滑コンデンサ３に対して並列に接続されている。さらに、第１の共振コンデンサ１１Ａ,１１Ｂの直列接続体の接続点と、第１の半導体スイッチ９と第２の半導体スイッチ１０の接続点との間には、第１の加熱コイル６と第１の切り替え部１９の直列回路が接続されている。同様に、第２の共振コンデンサ１２Ａ,１２Ｂの直列接続体の接続点と、第１の半導体スイッチ９と第２の半導体スイッチ１０の接続点との間には、第２の加熱コイル７と第２の切り替え部２０の直列回路が接続されている。実施の形態３の構成におけるその他の点は、実施の形態１の構成と同じであるため、実施の形態３の誘導加熱調理器の説明において、実施の形態１の誘導加熱調理器と同じ機能、構成を有するものには同じ符号を付してその説明は実施の形態１の説明を適用する。
【０１１７】
実施の形態３の誘導加熱調理気における動作について説明する。実施の形態３の誘導加熱調理器においては、実施の形態１の誘導加熱調理器と同様に複数の負荷を同時に誘導加熱することができるとともに、複数の加熱コイルにおいて選択された加熱コイルのみを加熱動作できる構成である。１つの加熱コイルのみに負荷が載置されて加熱動作を行う場合には、該当する加熱コイルのみを動作させることが望ましい。そこで、実施の形態３の誘導加熱調理器においては、切り替え部１９，２０を設けて、誘導加熱動作すべき加熱コイルを選択可能に構成されている。
【０１１８】
実施の形態３の誘導加熱調理器において、鍋などの負荷が特定の加熱コイルの上に載置されて、誘導加熱動作をすべき加熱コイルが選択されると、制御部８は第１の切り替え部１９及び／又は第２の切り替え部２０の切り替え動作を行い、加熱コイル６，７を含む共振回路１７，１８を励起して、誘導加熱動作を開始する。また、負荷が載置されずに加熱開始の指示があった場合には、制御部８は負荷が搭載されていないことを検知した時点で切り替え部１９，２０を非導通状態（オフ状態）とする。
【０１１９】
実施の形態３の誘導加熱調理器において、切り替え部１９，２０としてはリレーや半導体スイッチなどで構成されるが、本発明においては特に限定するものではない。なお、切り替え部１９，２０の切り替え動作は、インバータ４を停止状態とした後に行うことにより、切り替え時のストレスを減らすことができる。このような切り替え時のストレスを考慮すると、切り替え部１９，２０としては、接点部の耐久性などの点から電磁リレーを用いることが好ましい。
【０１２０】
実施の形態３の誘導加熱調理器において、鍋などの負荷が載置されて第１の加熱コイル６が選択された場合、第１の共振コンデンサ１１Ａ,１１Ｂと第１の加熱コイル６が接続されて第１の共振回路１７が形成される。このとき、第２の共振コンデンサ１２Ａ,１２Ｂは、第２の加熱コイル７から切り離されて平滑コンデンサ３と並列に接続されている。このため、第２の共振コンデンサ１２Ａ,１２Ｂは平滑コンデンサ３と共に平滑コンデンサとして作用する。特に、単独の加熱コイルが加熱動作を行う時、最大電力が大きくなる仕様においては、平滑コンデンサ３だけの構成ではリップル電流が大きくなるおそれがある。このため、実施の形態３の構成においては、平滑コンデンサ３に他のコンデンサの容量を付加して平滑コンデンサとしての容量を大きくすることにより、平滑コンデンサ３の温度上昇やノイズ成分を低減することができる。
【０１２１】
なお、実施の形態３の構成において、第１の共振コンデンサ１１Ａ，１１Ｂ及び第２の共振コンデンサ１２Ａ,１２Ｂを分割する場合、分割したコンデンサのそれぞれの容量を等しくすることが好ましい。第１の半導体スイッチ９及び第２の半導体スイッチ１０が同じ導通時間で動作している場合、第１の半導体スイッチ９及び第２の半導体スイッチ１０には電流が等しく流れるため、損失の偏りを防止することができると共に、第１の共振コンデンサ１１Ａ，１１Ｂ及び第２の共振コンデンサ１２Ａ,１２Ｂにおいても等しく電流が流れるため、損失の偏りをなくすることができる。
【０１２２】
以上、本発明に係る実施の形態３の誘導加熱調理器においては、第１の共振コンデンサ１１Ａ，１１Ｂ及び第２の共振コンデンサ１２Ａ，１２Ｂを分割して直列接続し、平滑コンデンサ３と並列接続する構成である。また、実施の形態３においては、第１の共振コンデンサ１１Ａ，１１Ｂ及び第２の共振コンデンサ１２Ａ，１２Ｂの各直列接続体の接続点と、第１の半導体スイッチ９及び第２の半導体スイッチ１０の接続点との間に、第１の加熱コイル６と第１の切り替え部１９及び第２の加熱コイル７と第２の切り替え部２０を接続する構成を有する。このように構成された実施の形態３の誘導加熱調理器は、一方の加熱コイルのみを使用する際に、使用していない側の共振コンデンサが平滑コンデンサとして機能して、平滑コンデンサの電流リップルを減らすことができる。この結果、実施の形態３の構成によれば、ノイズの少ない誘導加熱調理器を提供することができる。
【０１２３】
なお、実施の形態３の構成において、切り替え部１９,２０を設けない構成とすることにより、前述の実施の形態１と同様の効果を奏することができる。即ち、第１の共振コンデンサ及び第２の共振コンデンサのそれぞれが複数に分割されて、直列接続体で構成され、第１の共振コンデンサ１１Ａ，１１Ｂの直列接続体及び第２の共振コンデンサ１２Ａ，１２Ｂの直列接続体が、平滑コンデンサ３に対して並列に接続されている。さらに、第１の共振コンデンサ１１Ａ,１１Ｂの直列接続体の接続点と、第１の半導体スイッチ９と第２の半導体スイッチ１０の接続点との間には、第１の加熱コイル６が接続されている。同様に、第２の共振コンデンサ１２Ａ,１２Ｂの直列接続体の接続点と、第１の半導体スイッチ９と第２の半導体スイッチ１０の接続点との間には、第２の加熱コイル７が接続されている。このように構成された誘導加熱調理器は、前述の実施の形態１と同様に、インバータを共用化して複数の加熱コイルを効率高く同時に加熱動作させることができるとともに、それぞれの加熱コイルに対して半導体スイッチの損失を増加させることなく確実な電力調整を行うことが可能となる。
【０１２４】
（実施の形態４）
次に、本発明に係る実施の形態４の誘導加熱装置の一例としての誘導加熱調理器について添付の図面を参照しながら説明する。実施の形態４の誘導加熱調理器において前述の実施の形態と異なる点は、制御部において制御する動作周波数の設定範囲である。実施の形態４においては、加熱コイルの単独加熱動作を考慮して、インバータの動作周波数の設定を特定の範囲に限定している。したがって、実施の形態４の誘導加熱調理器は、前述の実施の形態１の誘導加熱調理器と同じ構成で説明するが、実施の形態２又は実施の形態３と同じ構成としても良い。実施の形態４の誘導加熱調理器の説明において、実施の形態１の誘導加熱調理器と同じ機能、構成を有するものには同じ符号を付してその説明は実施の形態１の説明を適用する。
【０１２５】
実施の形態４の誘導加熱調理器における動作について説明する。図１４は、実施の形態１において説明した図２の周波数特性曲線と同様に、動作周波数に対する入力電力の変化を示している。第１の加熱コイル６に対して第１の負荷Ｘ又は第２の負荷Ｙを載置させた場合を示している。また、第２の加熱コイル７に対して第１の負荷Ｘを載置させた場合及び第２の加熱コイル７に負荷を載置しない場合を示している。
【０１２６】
共振周波数は、１／（２π√（Ｌ×Ｃ））で決まるため、負荷と加熱コイルが結合していない無負荷時においてはインダクタンス（Ｌ）が最も大きくなる。このため、無負荷時における共振周波数（ｆｃ）が最も低い共振周波数となる。その結果、第１の加熱コイル６に対して各種の負荷が載置されたときの入力電力の周波数特性曲線と、第２の加熱コイル７の無負荷時の入力電力の周波数特性曲線が重なるおそれがある。特に、第１の加熱コイル６に対して載置された負荷の材質が非磁性ステンレスの場合、磁性系の負荷よりもインダクタンスが大きくなるため、共振周波数が高くなる傾向がある。
【０１２７】
第１の加熱コイル６と第２の加熱コイル７の両方に対して負荷を載置して、第２の加熱コイル７の無負荷時の共振周波数（ｆｃ）の近傍の動作周波数で加熱動作を行っている状態において、第２の加熱コイル７上の負荷を除去した場合、第２の加熱コイル７に大きな電流が流れてしまい、最悪の場合には機器が故障する事態を引き起こすことになる。
【０１２８】
したがって、実施の形態４の誘導加熱調理器においては、以下のように動作周波数が設定されている。
【０１２９】
低周波側の第１の動作周波数（ｆａ）は、第１の加熱コイル６に対して各種負荷の載置されたときの負荷を含む第１の共振回路１７の共振周波数より高い周波数であり、第２の共振回路１８の無負荷時の共振周波数（ｆｃ）よりも低い周波数に設定する必要がある。第１の動作周波数（ｆａ）としては、望ましくは、第２の共振回路１８の無負荷時の電力特性が定格電力の１／２以下になるように選択する。このように第１の動作周波数（ｆａ）を設定することにより、第１の加熱コイル６及び第２の加熱コイル７の両方が加熱動作を行っている状態において、第２の加熱コイル７上の負荷が除去された場合でも、第２の加熱コイル７において大電流が発生することなく、安定した動作を行うことができるという利点を有する。
【０１３０】
一方、第１の加熱コイル６に関しては、設定された第１の動作周波数（ｆａ）が第１の加熱コイル６に対して負荷が載置された時の共振周波数（ｆ１）より高い周波数であるため、当然第１の動作周波数（ｆａ）は第１の加熱コイル６の無負荷時における共振周波数よりも高い周波数となる。
【０１３１】
なお、第１の加熱コイル６及び第２の加熱コイル７により同一負荷が加熱される時、第１の共振回路１７の第１の共振周波数と、第２の共振回路１８の第２の共振周波数を２０ｋＨｚ以上離すことにより、第１の動作周波数（ｆａ）と各共振回路の共振周波数との上記の関係を容易に満たすことが可能となる。また、上記のように、第１の共振周波数と第２の共振周波数を２０ｋＨｚ以上離すことにより、設定された第１の動作周波数（ｆａ）により一方の加熱コイル６，７への供給電力が支配的となるため、各加熱コイル５，７に対する制御が容易になるという利点がある。
【０１３２】
以上のように、実施の形態４の誘導加熱調理器においては、低周波側の動作周波数を低周波側の共振周波数よりも高く設定し、かつ、高周波側の無負荷時の共振周波数よりも低く設定することにより、加熱動作中において高周波側の負荷が除去されたとしても、安定した加熱動作を継続することが可能となる。
【０１３３】
（実施の形態５）
次に、本発明に係る実施の形態５の誘導加熱装置の一例としての誘導加熱調理器について添付の図面を参照しながら説明する。実施の形態５の誘導加熱調理器において、前述の実施の形態１と異なる点は、複数の加熱コイルの配置と、加熱コイルそれぞれの外形寸法であり、その他の点は実施の形態１の構成と同じである。したがって、実施の形態５の誘導加熱調理器の説明において、実施の形態１の誘導加熱調理器と同じ機能、構成を有するものには同じ符号を付してその説明は実施の形態１の説明を適用する。
【０１３４】
図１５Ａは本発明に係る実施の形態５の誘導加熱調理器の外観構成を示す平面図であり、図１５Ｂは実施の形態５の誘導加熱調理器の概略内部構成を示す断面図である。図１５Ａに示すように、実施の形態５の誘導加熱調理器においては、トッププレート１６の下に配置される２つの加熱コイル６，７において、形状の大きな第１の加熱コイル６が手前側（使用者側）に配置されており、形状の小さな第２の加熱コイル７が奥側に配置されている。第１の加熱コイル６よりさらに手前側には当該誘導加熱調理器の操作や状態を表示する操作表示部１５が設けられている。
【０１３５】
加熱コイルと共振コンデンサが直列に接続されて構成されるハーフブリッジインバータ、あるいはフルブリッジインバータにおいては、鍋などの負荷を含む加熱コイルのインダクタンスと共振コンデンサの容量で決まる共振周波数より、駆動周波数を高く設定して、共振周波数から離れる方向に駆動周波数をずらしていくことにより負荷の材質、形状に対する対応や電力調整を行っている。そのため、共振周波数と最大電力時の駆動周波数は近い周波数になる場合が多い。
【０１３６】
本発明に係る実施の形態５の誘導加熱調理器においては、第１の加熱コイル６と第１の共振コンデンサ１１で構成される第１の共振回路１７(図１参照)の周波数特性、及び第２の加熱コイル７と第２に共振コンデンサ１２で構成される第２の共振回路１８の周波数特性を異なる特性とする必要がある。共振周波数は加熱コイル６，７のインダクタンスと共振コンデンサ１１，１２の容量の積の平方根に反比例するため、加熱コイル６，７のインダクタンスと共振コンデンサ１１，１２の容量の積を小さくする必要がある。
【０１３７】
加熱コイルのインダクタンスは、巻数の２乗と外径に比例して大きくなる。したがって、外径が小さく巻数を増やすことができない形状が小さな加熱コイルではインダクタンスが小さくなる。
【０１３８】
そこで、形状の小さな第２の加熱コイル７を含む第２の共振回路１８の共振周波数（ｆ２：図２参照）を高く設定することにより、第１の共振回路１７の共振周波数に対して無理なく周波数差を設けることができる。したがって、実施の形態５の誘導加熱調理器においては、形状が小さくインダクタンスが小さい第２の加熱コイル７の巻き数を少なくすることができるため、第２の加熱コイル７の厚みを抑えることが可能となり、第２の加熱コイル７と負荷との間におけるエネルギーの伝達効率を良好に保つことができる。
【０１３９】
一方、形状の大きな第１の加熱コイル６の最大入力電力を大きくすることにより、インバータ４の損失が大きくなる高周波動作を行う第２の加熱コイル７の最大電力を抑えることができ、インバータ４の損失の増加を防止することができる。
【０１４０】
なお、第１の加熱コイル６及び第２の加熱コイル７の形状が同じ場合であっても最大入力電力が小さい方の加熱コイルの共振周波数を高く設定することにより、インバータの損失を抑えることができる。
【０１４１】
以上のように、本発明に係る実施の形態５の誘導加熱調理器においては、加熱コイル６，７における径の小さな加熱コイルの共振周波数を高く設定することにより、径の小さな加熱コイルのインダクタンスを小さくすることができる。この結果、実施の形態５の構成によれば、外形の小さな加熱コイルの厚みを薄くすることが可能となり、加熱コイルと負荷との間におけるエネルギーの伝達効率を良好に保つことができ、冷却設計が簡易になるため音の静かな誘導加熱装置を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
誘導加熱を利用して複数の被加熱物を同時に加熱することが可能な誘導加熱装置において有用であり、各種の誘導加熱装置に適用できる。
【符号の説明】
【０１４３】
１  交流電源
２  整流回路
３  平滑コンデンサ
４  インバータ
５  入力電流検出部
６  第１の加熱コイル
７  第２の加熱コイル
８  制御部
９  第１の半導体スイッチ
１０  第２の半導体スイッチ
１１  第１の共振コンデンサ
１２  第２の共振コンデンサ
１５  操作表示部
１６  トッププレート
１７  第１の共振回路
１８  第２の共振回路
１９  第１の切り替え部
２０  第２の切り替え部
【図１】
2011089900.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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